BE424063A - - Google Patents

Description

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  " Perfectionnements au soudage ". 



   On a déjà envisagé, quand il y a lieu d'assembler deux   pièces   en métal fondant au-dessus de la température de 1.100 degrés oentigrades, d'introduire un morceau de cuivre à proximité du joint à former et ensuite de faire agir la ohaleur pour fondre le cuivre. On a aussi envisagé le remplacement du cuivre par de l'oxyde de cuivre. Dans 

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 les deux cas, on fait intervenir la ohaleur dans une ambiance réductrioe. Ces deux procédés exigent l'intervention de tem- pératures si élevées que les propriétés de traction du métal en sont influencées et qu'il faut, après achèvement du sou- dage, soumettre le métal aux traitements thermiques nécessai- res pour le ramener dans l'état désirable. Tel est particu- lièrement le cas quand le métal est de l'acier. 



   L'inventeur a trouvé que l'on peut former d'excellents joints par soudage en se servant comme agent soudant d'un mé- lange de deux composés métalliques ou plus, susceptibles d' être réduits à l'état de métal à une température inférieure à 1.000 degrés centigrades, pour former un alliage qui fond au-dessous de cette température; l'opération du soudage se . pratique en chauffant et en maintenant en même temps une am- biance réductrice à proximité immédiate du joint et dans les interstices de celui-ci. 



   Parmi les composés métalliques que l'on peut employer en mélange conformément à l'invention, on citera,à titre d' exemples, les oxydes tels que l'oxyde de cuivre, l'oxyde d' argent, l'oxyde de zinc, l'oxyde de cadmium, l'oxyde de plomb et l'oxyde d'étain. 



   L'inventeur a constaté qu'un mélange oxydique convenant pour souder l'acier, le laiton, le bronze et les métaux du même genre est celui qui se oompose d'oxyde de cuivre et d' oxyde d'étain dans des proportions telles que l'alliage obte- nu après la réduction constitue un mélange eutectique ( 72 % d'argent et 28 % de cuivre, point de fusion 778  centigrades ). 



  En ajoutant de l'oxyde d'étain, de l'oxyde de zinc ou de 1' oxyde de cadmium, on peut diminuer le point de fusion de 1' alliage formé. D'autres mélanges qui conviennent sont ceux d'oxydes d'étain et d'argent ( spécialement pour souder le laiton, le bronze et le cuivre ) et les oxydes de plomb et 

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 d'étain ( spécialement pour les travaux exigeant des soudages doux ). 



   Au lieu de se servir d'oxydes, on peut employer des oomposés fournissant des oxydes à une température inférieure à la température de soudage, tels que les hydroxydes, les carbonates ou les sels organiques, comme les oxalates et les formiates; mais,les sels qui donnent naissance à des gaz ou à des oomposés nooifs susceptibles d'agir sur le métal à sou- der ne oonviennent pas. 



   Les mélanges d'oxalates des métaux oi-dessus conviennent particulièrement quand il faut maintenir une ambianoe réduo- trice dans un espace limitée parce qu'ils   fournissent 1 par   dé- composition,les oxydes inférieurs des métaux et de l'oxyde de carbone qui, à température plus élevée, réduit les oxydes inférieurs à l'état de métaux. Dans ces cas,   quand,par   exem- ple,on empêche l'oxyde de carbone de s'échapper du voisinage immédiat du joint et qu'il agit ainsi comme agent réducteur, on peut s'abstenir de faire usage d'une ambiance réductrice spéoiale. 



   Bien que les mélanges d'oxydes puissent être préparés par tous les prooédés connus, par exemple par broyage, on préfère généralement les préparer par préoipitation simulta- née de composés appropriés, tels qu'hydroxydes, carbonates ou oxalates qui peuvent fournir par un traitement subséquent, tel que le ohauffage, un mélange très intime d'oxydes. 



   La formation d'une ambiance réductrice à proximité du joint peut être réalisée de diverses manières. On peut, par exemple, faire passer la totalité de l'objet à souder dans un four où est maintenu une atmosphère de gaz réducteur, tel que l'hydrogène; ou encore, on peut faire usage d'une enve- loppe entourant le joint et renfermant un gaz réducteur; le chauffage s'effectue alors dans un four ordinaire par tout 

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 moyen de chauffage local désirable. Ou encore, on peut trans- former en pâte le mélange de composés métalliques à l'aide d'un liquide approprié,tel qu'un alcool ou un ester,qui forme, pendant le processus du chauffage, une ambiance réductrice à proximité immédiate du joint.

   Cette méthode est préférable dans beaucoup de cas,étant donné que la pâte à souder humidi- fie les surfaces qui doivent être assemblées beaucoup plus facilement quand elle est préparée avec les liquides organi- ques en question, qu'avec de l'eau. Parmi les alcools qui conviennent à cet effet, on peut oiter les alcools aliphati- ques inférieurs liquides,tels que les alcools isopropylique et butylique; mais,il est entendu que l'on peut obtenir le même résultat avec tout liquide qui, à la température à la- quelle le soudage doit s'effectuer, fournit des substances susceptibles d'effectuer la réduction du mélange de composés métalliques employés comme agent soudant. Les huiles essen- tielles se sont également révélées comme de bons agents mouil- lants pour les fins de l'invention. 



   On a constaté que le procédé conforme à l'invention permet de former des joints extrêmement robustes. Ceci peut être dû au fait que l'ambianoe réductrice, dans le voisinage immédiat du joint, non seulement réduit les mélanges de oom- posés métalliques à l'état de métaux correspondants, mais réduit également tout film d'oxyde présent sur la surface à souder, ce qui assure un assemblage très intime des couches de métaux ainsi formées simultanément. 



   Par suite du fait que les mélanges de composés métal- liques employés conformément à l'invention peuvent être ré- duits à l'état de métaux à une température relativement basse, les propriétés physiques des métaux qui doivent être assem- blés ne sont pas atteintes, de sorte qu'il n'est pas néoes- saire de les soumettre à un processus subséquent de trempe, 

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 de recuit ou analogue pour ramener le métal soudé dans son état originel. 



   Conformément à la présente invention, on peut effectuer, oonjointement avec le processus du soudage, d'autres traite- ments désirables,tels que la trempe de la surface ou l'émail- lure-porcelaine. 



   Pour réaliser le processus de soudage conforme à la présente invention, on recouvre la surface des pièces qui doivent être assemblées d'une couche de mélange de composés métalliques du type déorit, soit en poudre, soit à l'état de pâte; on place alors les pièces dans le rapport requis et on les y maintient; après quoi,on chauffe le joint à la tempéra- ture requise,tandis qu'on maintient ou-forme une ambianoe ré-   ductrioe   à proximité immédiate du joint.

   La manière dont on produit cette ambiance réductrice varie avec les conditions   spéciales et les desiderata de facilité à observer ; est   entendu qu'il suffit qu'il existe la quantité d'agent réduc- teur dans les limites ou à proximité immédiate du joint, né- cessaire pour réaliser la réduction complète du mélange de oomposés métalliques à l'état de métal et aussi de tout film d'oxyde sur la surface qui doit être soudée ; il va de soi que l'on peut employer une quantité d'agent réducteur supé- rieure à celle qui est nécessaire, si on le désire. 



   Quand on utilise les dits composés métalliques à l'état de pâte avec un liquide approprié, cette pâte peut avoir toute consistance oonvenable et peut être appliquée sur les surfaces qui doivent être assemblées par tout moyen approprié, par exemple à la brosse, par pulvérisation ou par immersion. 



   Les exemples qui suivent donnent la composition de mé- langes qui se sont, révélés appropriés pour souder conformé- ment à l'invention; mais,cette dernière n'est pas limitée à ces exemples. 

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  EXEMPLE 1 : 
Argent 61 %; cuivre 28,5 %; zinc et/ou cadmium 10,5 %. 



   On traite une solution des nitrates des métaux ci-des- sus, dans les proportions indiquées,par une quantité de car-      bonate ou d'hydroxyde alcalin ( de sodium,par exemple ) suf- fisante pour précipiter tous les métaux à l'état de carbo- nates ou d'hydroxydes. On lave le précipité pour le débarras- ser des sels alcalins et on le sèche à une température allant de 100 à 200  centigrades; ou encore, on peut le chauffer à la température de 350  centigrades pour former un mélange d'oxydes, tandis que le   002   et l'eau s'éohappent. On broie le mélange finement et on le mélange à de l'eau, à de l'al- cool isopropylique ou à de l'eau renfermant une petite quan- tité d'huile de pin servant d'agent mouillant.

   Cette soudure oxydante réduit complètement à la température de 800  centi- grades dans une ambiance d'hydrogène et l'alliage formé a un point de fusion compris entre 720 et   7400   centigrades. Il convient pour souder les aciers et les alliages de cuivre et de nickel. 



   EXEMPLE 2 : 
Argent 55 %; cuivre 25 %; étain 20 %. 



   L'argent et le cuivre sont préparés en solution à 1' état de nitrates neutres et   sont:précipités, en   même temps que l'oxyde d'étain,par addition d'une solution de soude oausti- que renfermant la totalité de l'étain,sous forme de stannate   de sodium ; quantité de soude caustique et d'oxyde de so-   dium combinée avec l'oxyde stannique à l'état de stannate de sodium est comprise entre 2 et 5 % de plus que celle qui est nécessaire pour précipiter tout le cuivre et tout l'argent sous forme d'hydroxyde. On ajoute la solution de soude oaus- tique à chaud à la solution de nitrate, en agitant vigoureuse- ment et on lave, sèche et chauffe le précipité à 350  centi- 

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   @   grades,comme dans l'exemple 1.

   La soudure oxydante réduit com- plètement à 6500 centigrades dans une ambiance d'hydrogène. 



  L'alliage obtenu a un point de fusion compris entre 5770 et 600  oentigrades. Cette soudure à l'oxyde peut être employée pour les mêmes fins que celle de l'exemple 1. 



     EXEMPLE   3 : 
Argent 10 %; étain 90 %. 



   On prépare cette soudure en poudre par co-précipitation par une méthode analogue à oelle de l'exemple   2, mais, comme   il y a un grand excédent de stannate de sodium au-dessus de la quantité nécessaire pour précipiter l'argent, on ohauffe la solution aloaline obtenue en mélangeant le stannate de so- dium et le nitrate d'argent avec de l'acide sulfurique ou de l'acide   nitrique,jusqu'à   ce que la neutralité soit à peu près atteinte. De cette manière, on précipite la totalité de 1' étain. On fait subir au produit le même traitement que dans ,les exemples précédents. La soudure en poudre obtenue convient pour le soudage à basse température du laiton, du bronze et du ouivre. L'alliage obtenu a un point de fusion d'environ 3000 centigrades. 



     EXEMPLE   4 : 
Plomb 34 %; étain 66 %. 



   On dissout un mélange de-*chlorure stanneux et de chlo- rure de plomb,dans les proportions exactes,dans une solution chaude à 25 - 30 % de chlorure de sodium et on précipite si- multanément les deux métaux par addition de soude oaustique ou de carbonate de sodium. On chauffe à 350  centigrades le précipité lavé, en vue d'usage. 



   Ou bien encore, on chauffe la solution chaude des deux chlorures dans une solution de chlorure d'ammonium à 25   %   avec la quantité théorique d'oxalate d'ammonium et l'on re- froidit la solution pour obtenir un mélange d'oxalates que 

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   l'on   peut employer comme soudure pour les mêmes objectifs que dans l'exemple 3. L'alliage obtenu fond à la température de 180  centigrades. 



   Dans les cas des exemples 1 et 4, on peut convertir les hydroxydes ou les carbonates précipités en oxalates en chauf- fant avec une solution contenant la quantité théorique   d'aci-   de oxalique et en séchant le mélange sans filtrer. 



   REVENDICATIONS. 



   1.) Procédé de soudage consistant à mettre dans le voi- sinage des surfaces qui doivent être assemblées un mélange de deux composés métalliques ou plus qui se réduisent à l'état de métaux à une température inférieure à   1.000    centigrades pour former un alliage qui fond au-dessous de cette tempéra- ture et à le chauffer,ainsi que les surfaces voisines,,en maintenant ou en formant une ambiance réductrice tout au moins dans le voisinage immédiat du joint et dans les interstices de celui-ci.

Claims (1)

1. 2.) Dans le procédé conforme à la revendication 1, 1' utilisation d'un mélange de deux ou plus des oxydes de ouivre, d'argent, de zinc, de cadmium, de plomb ou d'étain.

   3.) Procédé conforme à la revendication 1, consistant à se servir d'un mélange d'oxydes, d'hydroxydes ou de oarbo- nates métalliques et à le chauffer, ainsi que les surfaces voisines,en présence d'un gaz réducteur, tel que l'hydrogène.

   4. ) Procédé conforme à la revendication 1, consistant à se servir d'un mélange d'oxalates métalliques qui, par chauffage, donne des oxydes métalliques et de l'oxyde de car- bone, ce dernier jouant le rôle d'ambiance réductrice pour la réduction des oxydes à température plus élevée.

   5. ) Procédé conforme à l'une ou l'autre des revendica- tions 1 à 4, dans lequel le mélange de composés métalliques se prépare par co-précipitation. <Desc/Clms Page number 9>

   6. ) Procédé conforme à la revendication 1, consistant à se servir d'une pâte de composés métalliques préparée avec l'intervention d'un liquide approprié.

   7,) Dans le procédé conforme à la revendication 6, 1' utilisation d'un alcool aliphatique inférieur ou d'un ester pour la préparation de la pâte, le liquide organique en ques- tion formant une ambiance réductrice dans le voisinage immé- de celui-ci diat du joint et dans les interstices/lors du chauffage sub- séquent.

   8.) Composition convenant pour le soudage par le procé- dé conforme à la revendication 1 et consistant en un mélange de deux composés métalliques ou plus à même de se réduire à de métal l'état/à une température inférieure à 1.000 centigrades pour former un alliage qui fond au-dessous de la température en question, le dit mélange étant transformé en pâte avec de l'eau ou avec un liquide organique approprié,si on le désire.

   9.) Composition conforme à la revendication 8, dans la- quelle le mélange comporte deux ou plus des oxydes de cuivre, argent, zino, oadmium, plomb ou étain.

   10. ) Composition oonforme à la revendication 8,où le mélange comprend deux oxalates métalliques ou plus.

   11.) Composition oonforme à la revendication 8,où le mélange se prépare par broyage ou co-préoipitation.

   12.) Composition conforme à la revendioation 8,où le mélange est transformé en pâte avec un liquide qui,lors du chauffage,forme une ambiance réductrice dans son voisinage immédiat, 13.) Compositions convenant pour le soudage,essentielle- ment comme exposé dans chacun des exemples précédents.

   14.) Articles soudés par les prooédés spécialement dé- orits et établis.